ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ - АБИОГЕНЕЗ

Биогенез. Спонтанное зарождение, самозарождение - generatio spontanea - процесс неорганического фотосинтеза

В литературе для процесса неорганического фотосинтеза "органических" соединений используют иногда термин generatio spontanea - спонтанное зарождение, или самозарождение. Но этот термин долгое время употреблялся для обозначения любого непонятного способа возникновения живого. Иногда под спонтанным зарождением понимали акт творения, иногда же его, напротив, интерпретировали как нечто противоположное акту творения. Во всяком случае, сейчас, когда проблема происхождения жизни стоит в центре интенсивного научного исследования, лучше было бы совсем не пользоваться термином "самозарождение".

Здесь мы подходим к вопросу, было ли спонтанное зарождение единичным событием или оно многократно повторялось? Споры по этому вопросу имели место в эпоху философских спекуляций на тему происхождения жизни. Тогда обсуждался и такой вопрос: был ли акт творения единичным или он повторялся несколько и даже много раз? Существование органической эволюции уже было доказано тогда палеонтологами, и философы задавались вопросом, сколько актов творения понадобилось, чтобы жизнь дошла до ступени, с которой могла начаться ее самостоятельная естественная эволюция.

Со старым термином "самозарождение" мы привносим в обсуждение все эти старые словопрения, которые только запутают нас. Возможно, выражение неорганический синтез "органических" соединений звучит слишком длинно, но оно точно отражает суть интересующего нас процесса*. Это понятие не отягощено грузом метафизики, и ему следует отдать предпочтение.

* (Этот синтез - первый шаг процесса, который Бернал [2] назвал биопоэзом и который теперь часто называют биогенезом (гл. VII).)

Рискуя надоесть читателю постоянными повторениями, я должен подчеркнуть еще раз, что в этих процессах нет ничего божественного, сверхъестественного, мистического, виталистского или хотя бы неестественного. Эти процессы начнутся неминуемо, как только возникнут необходимые для них физико-химические условия, что многократно доказано разнообразными экспериментами, описанными в гл. VI.

Чтобы уяснить себе обыденный характер этих процессов, надо помнить, что в основе своей они не отличаются от всех других неорганических процессов, в том числе и тех, что идут по сей день. Конечно, условия на первобытной Земле отличались от современных - отсюда и различие в продуктах реакций. Но природа процессов, образовавших эти продукты, ничуть не отличается, например, от природы процессов образования облаков, отложения кристаллов соли в лагунах, высыхающих на жарком солнце, или, скажем, процессов ржавления железа.

Ведь капли дождя, снежинки или градины "самозарождаются" в облаках, как только создаются необходимые физико-химические условия. Кристаллы гипса и каменной соли спонтанно выпадают на дно лагуны, если солнце достаточно сильно испаряет морскую воду. Железо ржавеет, если его не покрыть защитным слоем краски. У нас ведь не возникает вопроса, единожды ли "самозародились" капля дождя или кристаллик соли или этот процесс будет повторяться. Мы хорошо знаем, что капли и кристаллы будут появляться каждый раз, когда возникнут необходимые для этого условия среды. Поэтому нас больше интересует вопрос, каковы же эти условия. Более того, нам вовсе не нужно знать все факторы среды, зато факторы, от которых зависит ход данного процесса, интересуют нас в мельчайших подробностях. Скажем, влияние атмосферной пыли на конденсацию водяных капелек или влияние илистого дна лагуны на кристаллизацию солей, несомненно, важны для нас. Нам безразлично, будут ли возникать кристаллы и капли сто тысяч или сто тысяч и один раз; нам важно знать, при каких условиях и как они формируются. Крупные или мелкие будут получаться капли? Будут ли кристаллы гипса и каменной соли осаждаться в чистом виде или на дно выпадет смесь кристаллов этих солей? Таковы примерно вопросы, интересующие нас в отношении этих неорганических процессов.

Продолжим сравнение: конечно, нам хотелось бы знать и дальнейшую судьбу продуктов, однажды образовавшихся в таком неорганическом процессе. Долго ли они просуществуют? Останутся ли они неизменными или будут реагировать с другими веществами? При изучении облаков нас интересует, превратятся ли снежинки или капли снова в водяной пар или упадут на землю. А может быть, на воду? Возьмем пример с лагуной: растворятся ли кристаллы солей во время очередного прилива? Или это произойдет только в период дождей или же после урагана, который нагонит воду в лагуну? А при каких условиях кристаллы могли бы покрыться слоем ила и сохраниться в осадочной породе надолго?

В общем нас интересуют физико-химические факторы, управляющие такими неорганическими процессами, факторы, приводящие к образованию тех или иных продуктов, зависимость физико-химических свойств продуктов от изменения условий и дальнейшая судьба продуктов реакции. Нас интересует также, какие условия среды благоприятствуют их сохранению или распаду. Во всяком случае, пока существуют подходящие условия, эти процессы будут повторяться не раз и не два, а многократно.

Вернемся теперь к проблеме происхождения жизни. Нам надо узнать, какие факторы управляли процессами, приводившими к накоплению "органических" веществ. Конечно, важен для нас вопрос, велик ли, очень велик или, напротив, очень мал был выход этих процессов. Но точные количественные данные нам не нужны. Впрочем, в последнее десятилетие наша область науки развивалась так бурно, что кроме этих основных вопросов возникли и другие. Нас уже интересуют не только возможность образования таких "органических" веществ, но и процессы, приводящие к концентрированию этих веществ, к их сохранению, их возможному разделению в соответствии с химическим составом, и, наконец, процессы перехода от такой преджизни к жизни, а также влияние изменения земной атмосферы на эти процессы.

Итак, интересующие нас процессы в своей основе ничем не отличаются от других неорганических процессов. Более того, точно так же, как в случае капель дождя или кристаллов соли, продукты реакций и в дальнейшем подвержены действию процессов, принципиально сходных с процессами их образования. При изменении условий капли дождя могут вновь образовываться путем конденсации, причем между конденсацией и "самозарождением" нет принципиального различия, как и между испарением капель и их "самоисчезновением", даже если они не испарятся, а исчезнут, упав на землю или в воду. Едины в своей основе и процессы, создававшие неорганическим путем в условиях примитивной атмосферы "органические" вещества и процессы, разрушавшие или сохранявшие продукты реакций, и даже процессы, приводившие к дальнейшему развитию, - все они зависели от условий окружающей среды.